珊瑚水族箱中的硝酸盐

1、珊瑚水族箱中的硝酸盐硝酸盐曾经长期困扰水族保持在自然水平。者。这种形式的氮来自于食物，而且在很多鱼缸中都无法大约 1020 年前，很多水族者只能依靠换水作为降低硝酸盐段。幸运的是，已经有很多扰要远远低于过去。可以将硝酸盐控制在需要的水平内，而现代水族箱的硝酸盐困硝酸盐经常伴随着藻类问题，而藻类的生长的原因也确实通常是营养盐过剩，包括硝酸盐。硝酸盐还可以导致别的问题：比如卵圆鞭毛虫。对于一般的水族箱内的硝酸盐水平来说，其自身倒没毒性，至少现在的科学还没有发现问题。但是过量的硝酸盐会导致珊瑚的共生藻的过份生长，这会降低珊瑚的生长速度。因此多数水族者都努力降低硝酸盐水平。有些方法非常成功，而有些方法

2、则不然。本文将以天然海洋和水族箱中的硝酸盐情形为基础，介绍一些成功的降低硝酸盐的方法，帮助者将硝酸盐控制在较低的自然水平。海洋中的硝酸盐海洋中氮以多种形式存在，硝酸盐是其中的一种，其它的形式包括氮气，氨/铵，亚硝酸盐和无数的含氮有机物形式。在所有的无机形式氮中，硝酸盐是最主要的但是通常浓度并不高。海洋中的硝酸盐浓度与地域和水深都有关系。因为浅海中有很多生物消耗硝酸盐，因此硝酸盐浓度通常较低，经常低于 0.1ppm。更深一些的水体的浓度通常在 0.5-2.5ppm 左右。而在那些深海海流上涌比较明显的浅海区域，硝酸盐水平就会高一些。海水中的硝酸盐大多来自有机物的分解。例如下面以一种浮游生物的分解

3、为例：(CH2O)106(NH3)16(H3PO4) + 138 O2 106 CO2 + 122 H2O + 19 H+ + PO4- + 16 NO3-浮游生物氧气 -+水+氢离子+磷酸盐+硝酸盐其它硝酸盐的来源包括海底火山喷发，蓝绿藻的固氮作用，已经来自陆地的污染等等。所有这些都会引入到氮循环过程，而硝酸盐就是其最终产物。很多生物可以吸收硝酸盐来自身所需要的物质，比如蛋白质和 DNA。那些大部分或者全部以光和作用产生能量的微生物，是硝酸盐的主要消耗者，当然这其中也包括了藻类，珊瑚和海葵(通过共生藻)。在某些情况下，对于一些需要硝酸盐的生物，硝酸盐的升高会利于其生长。比如shoalgras

4、s (Halodule wrightii，二药藻属生物)，widgeongrass (Ruppia maritime,川蔓藻)在硝酸盐为 0.6ppm 的环境中(比正常的 0.1ppm 的自然环境高)会生长更为迅速。不同的咸水植物会有不同的系统，从根系或者叶子吸收硝酸盐。海水细菌，浮游生物，以及微藻也会因为硝酸盐的浓度升高而生长速度变快。但是其它一些情况下，硝酸盐的升高并没帮助，在这些情况下，磷酸盐，铁和光会成为主要制约，例如大叶藻(Zostera marina)的生长并不会因为硝酸照等等盐浓度的增加而加快，它的生长通常受到光照的制约。显然的，一些会从硝酸盐浓度增加获益的生物并不是的水族箱中想

5、要的。除了明显令人烦恼的藻类以外，卵圆鞭毛虫也会因硝酸盐浓度的增加而繁殖迅速，至少在 16ppm以内都是如此。当然水族者可以觉得欣慰的是海葵是很难利用硝酸盐的。鱼类看起来对于硝酸盐浓度并不敏感。很多都认为硝酸盐是没有太多毒性的。一个：证明非离子化的 NH3 对于繁殖缸是最大的潜在威胁，海水养殖的而一般在海水鱼繁殖缸中常见的 NO2 和 NO3 浓度都是无毒的。然而，很多者称他们的鱼在硝酸盐过高(大于 50ppm)的环境中会表现得不健康。这到底是硝酸盐的知数。导致的，还是某些别的正巧与硝酸盐问题一起出现，还是个未最后，对于自然的珊瑚礁来说硝酸盐的增加是糟糕的，会导致珊瑚礁转变为海藻环境，但是硝酸

6、盐和其它营养盐(例如磷酸盐)相比与这种效应的关系，通常是不明确的。水族箱中硝酸盐增加导致的结果除了上面提到的，硝酸盐增加会导致一些不需要的微生物增加(主要是微藻和卵圆鞭毛虫)以外，珊瑚也会受到硝酸盐的影响。很多珊瑚不会对硝酸盐太过敏感，有些甚至还会因为硝酸盐的增加而生长加快，但是某些特定的珊瑚，特别长有钙化骨骼的珊瑚，更容易因硝酸盐的升高而产生反应。很多情况下硝酸盐对珊瑚影响的试验会用硬骨珊瑚的生长来测试，显然得到的结果不会是巨大的差别，但是依然是明显的。试验显示对于扁缩滨珊瑚(Porites compressa)来说，提高的硝酸盐(在小于 0.3-0.6ppm 的水平)减缓了其生长。但是如果

7、同时碳酸盐硬度(比如提到 4.5meg/L,大约 12.5dKH),这种影响会被消除。对这种情况的一个解释，是硝酸盐提高促进了虫的生长，因而与宿主珊瑚产生对于无机碳源的竞争(光和作用和钙化过程都需要无机碳)。当碳酸盐硬度提高的时候，这种竞争不再使得宿主珊瑚产生无机碳短缺的情形。另外的一个针对微孔珊瑚(Porites porites)和环圆菊珊瑚(Montastrea annularis)的也支持上述假设。试验显示硝酸盐的，导致了光和作用，虫密度，以及a 和c2，以及总蛋白的增加，但是珊瑚骨骼的成长则相对减弱。但是这一试验结果似乎也并非适用于全部珊瑚，比如在对鹿角轴孔珊瑚进行试验中就没有看到这种

8、结果。近期对于Porites cylindrica 珊瑚的一个则发现硝酸盐时(0.9ppm)，并未使得虫和光和作用的密度，而是降低。但是文献并未解释这种情况发生的原因，但是提到珊瑚可能已经排出了一些虫因此影响了试验结果。另外就是这个项目。因此中的野生珊瑚，在过程中都体现了紧迫现象而且损失了相当数量的我对这个试验并未特别关注。检测硝酸盐检测水族箱中超过 0.5ppm 的硝酸盐浓度的水样，是相对简单的。我觉得 LaMotte 以及Salifert 的硝酸盐测试剂都是比较容易使用的，并且我进行的有限的测试显示它们的精确性对于一般水族者已经是足够的了。在 0.5ppm 以下的浓度上，现有的测试剂就比较

9、难了。Salifert 的生产商Habib Sekha 表示如果市场需要，生产这样的低浓度测试剂也并不。所以如果你需要这样的测试剂，也以与他们联系。水族箱中硝酸盐的来源硝酸盐最主要的来源是投喂的各种食物。所有的蛋白质中都含有氮，其它很多分子也可能含有氮，最终这些分子中的氮都可能通过生化作用转变为硝酸盐的形式，过程和文章最开始提到的浮游生物分解的过程类似。其它的过程还包括各种生物体的。最后一个来源则是使用自来水。它有可能为水族箱中增加可观的硝酸盐，在自来水允许的硝酸盐浓度是 44ppm。如果每天加入这样的水可能为水族箱中增加可观的硝酸盐。不过各地的自来水的硝酸盐浓度不同，在我居住的地方，自来水的

10、硝酸盐浓度通常低于 0.1ppm。降低水族箱中的硝酸盐对于很多水族直在努力将者来说，最大的问题是水族箱中的硝酸盐含量超过他们的期望。我一的水族箱中的硝酸盐含量降低到 1ppm 以下，最好是现有的水族测试剂的最低量程以下(低于 0.5ppm)。如果有更低测量能力的硝酸盐测试剂上市，我会将自己的努力目标降的更低。显然硝酸盐越高，需要注意的就越多。这一部分我会简单介绍一下减少硝酸盐的各种办法。不过请注意我没有提到换水，虽然换水能够起到一些作用，但是如果想仅仅通过换水降低硝酸盐，那恐怕必须有一个可以连续换水的系统设计才可以。首先需要高品质的测试剂测试硝酸盐，然后就是根据下面的一个或者多个方法来降低硝酸

11、盐。1.减少水族箱中氮的输入。如果你喂的太多，停止。不过我为了降低硝酸盐而让生物忍饥挨饿。如果你使用自来水，那请先测试一下自来水中的硝酸盐浓度。出于多种原因，一个 RO/DI 净水机是很好的选择，不过即使简单的 RO 或者 DI 机也足以完成这个目的了。2.通过化蛋增加氮输出，或者使化蛋打出东西。增强化蛋本身并不直接解决硝酸盐问题，但是它可以有很大帮助，而且还有别的好处，比如增加氧溶解度以及降低磷酸盐浓度。通过藻类或者 ATS 降低硝酸盐输出(当然你也可以选择别的生物)。你培育和收割的越多，被带走的营养盐就越多。这些方法通常可以有效地将硝酸盐浓度降低到测试剂的最低可测试范围以下(低于 0.5p

12、pm)。同时这一过程也可以有效消除磷酸盐。使用 DSB，也就是厚底沙设计。DSB 可以建立低氧区域，这样这些区域中的一些生物可以将硝酸盐代替氧作为电子受体。最终的结果是硝酸盐被转化为氮气，氮气可以从水族箱中排入大气。厌氧区除去硝酸盐的完整过程比较复杂。在富氧区域产生硝酸盐的反应可以简化如下(这里忽略了磷酸盐)：有机物 + 175 O2 - 122 CO2 + 16 NO3- + 16 H+ + 138 H2O这里有机物以典型的有机化合物(CH2O) 80 (CH2)42(NH3)16)为例，在缺少氧气的区域，硝酸盐会被完全分解为氮气(实际上反应是多个步骤进行的)，可以简单的表示为以下反应式：有

13、机物 + 124 NO3- + 124 H+ - 122 CO2 + 70 N2 + 208 H2O在很多水族箱中，仅仅依靠 DSB 就足以将硝酸盐降低到 0.5ppm 以下。但是在很多水族箱中也有失败的 DSB 的例子。DSB 的成功关键在于沙床的厚度，以及成份(沙子的种类，特定的沙砾大小分布，以及其中的生物体)。5.减少那些为了促进氮循环而设计的过滤装置。这些过滤体系可以非常有效的将氨分解为亚硝酸盐进一步再到硝酸盐。但是他们并不处理硝酸盐。这一点对于很多水族者来说都不是那么直观，但是减少这类过滤器材和装置确实可以有效降低硝酸盐。因此缓缓地去除这些东西，让氮循环发生在活石和沙层中是很有好处的

14、。这个过程并不会减少硝酸盐的产生，重点是产生硝酸盐以后发生的过程，当硝酸盐产生于类似生物球这样的人工滤材上的时候，它会溶解到水体中，然后再通过自然扩散达到那些可以处理硝酸盐的区域(比如活石上)，但是当硝酸盐产生于活石或者沙层的时候，那么这些区域的硝酸盐浓度就会自然比前面一种情况高，可以更加容易地进入到活石或者沙层上那些可以处理硝酸盐的区域。6.使用碳驱动的硝酸盐去除器。有很多商业化的成品硝酸盐去除器，虽然这些东西在美国并不流行，但是它们确实可以工作的不错，而且一些者是很喜欢它们的。这种硝酸盐去除器中，碳源被加入到一个低氧水体中，很多情况下这种碳源是甲醇，甲醇以一种受控方式与鱼缸的水混合，并且在

15、低氧环境下被细菌消耗掉，而硝酸盐代替氧作为电子受体被消耗：12 NO3- + 10 CH3OH + 12 H+ - 10 CO2 + 6 N2 + 26 H2O最终的结果是硝酸盐被去除。这种去除器的问题是必须很盐去除器通常会很麻烦而且结果有时会很复杂。的进行控制，这样的硝酸7.硫磺硝酸盐去除器。在这些系统中，细菌消耗硫磺而生成氮气，反应如下(或者类似如下)2 H2O + 5 S + 6 NO3- - 3 N2 + 5 SO4- + 4 H+通常这种去除器的出水会串连一个放置钙沙的系统，借助生成的氢离子，使得碳酸钙被溶解，以提供珊瑚缸需要的钙和碳酸盐硬度。虽然这个主意挺起来不错，但是实际上它替鱼

16、缸中增加的钙和碳酸盐硬度是很有限的。假设这种去除器可以每周降低水中的硝酸盐 10ppm。那么：10ppm 硝酸盐 = 0.16 毫摩尔/L因为大约每消耗 6 摩尔的硝酸盐，产生 4 摩尔的氢离子因此每周产生 0.107 毫摩尔/L 的氢离子这样可以产生多少钙呢？假设CaCO3 + H+ Ca+ + HCO3-实际上这是过高的估计了，因为很多氢离子被用于拉低 PH 使得碳酸钙变得可溶。那么获得的钙离子是每周 0.107 毫摩尔/L。钙的摩尔质量是 40 毫克/毫摩尔，因此得到每周添加的钙浓度大约是 4.3ppm 每周。与之相比，如果每天加入缸内水体总量 2%的石灰水，可以每天添加 16ppm 的

17、钙，因此上述硫磺硝酸盐去除器作为钙添加的主力是不够的。而从长远看，添加酸性是会使得缸内的碳酸盐硬度损失的。因此如果你使用这种方法，请注意碳酸盐硬度。至于它去除硝酸盐的效率，我并不确定，因为我接触过的唯一使用这种硝酸盐去除器的朋友遇到了不少问题。8.AZ-NO3。这一产品是直接加到水族箱中用的，曾经由 Randy Doniwitz 评测过，我从这种产品的描述中看不出来它是如果起作用的，如果使得硝酸盐可以被化蛋排出。总体上我是不会我不能理解的产品的，因为我无法确知它是否存在某些副作用。这种产品还特别的说自己有一些别的作用“AZ-NO3 除了消除硝酸盐还有别的好处”不过我认识不少者都说自己用它有效的消除了硝酸盐而且没不良副作用。9.硝酸盐吸收材料。各种各样的铝氧材料和沸石多年来一直作为硝酸盐去除材料销售。比如KENT 的去硝酸盐海绵没有测试过，但是不少人用过并且说它们是有用的，只是需要很长